Integración de diminutos acelerómetros en las alas de las aeronaves
Un equipo de investigadores con el apoyo financiero de la Unión Europea ha desarrollado una unidad de medición inercial compacta, precisa y estable que utilizará para medir la deformación de las alas de aeronaves.
Clean Sky, el programa de investigación aeronáutica más ambicioso de cuantos se hayan emprendido en Europa, pretende acelerar los plazos tanto de algunos avances tecnológicos revolucionarios como de comercialización de soluciones nuevas y más limpias que se han probado en sistemas de demostración a escala real. Para acelerar el proceso de creación de nuevos diseños aeronáuticos que mejoren de manera significativa el impacto medioambiental de los aviones y del transporte aéreo en general, es necesario aplicar soluciones innovadoras a todos los aspectos de la aeronave.
El proyecto Micro-Imu, financiado con fondos europeos, sirvió para que los investigadores diseñasen un circuito integrado de aplicación específica (CIAE), un microchip para alojar acelerómetros de un sistema microelectromecánico.
Los investigadores combinaron varios bloques funcionales en un único chip. Los principales componentes del convertidor digital-analógico y del bloque multiplexor fueron los conmutadores necesarios para excitar los electrodos de los sensores externos. Se instalaron transistores fabricados a medida en los conmutadores para asegurar un comportamiento estable en todo el intervalo de tensiones. El amplificador de carga integrado se utilizó para producir una salida de tensión proporcional al valor integrado de la corriente de entrada.
Otro elemento que se incorporó fue la sonda térmica empleada para medir la temperatura exacta del chip. El valor de la temperatura se digitaliza y se guarda en un registro. Según las especificaciones, el intervalo de temperatura está comprendido entre –55 y +110 °C.
El bloque de referencias fue otro elemento esencial del CIAE. Disponer de unas referencias de tensión muy elevadas y precisas es primordial para el funcionamiento de los convertidores analógico-digital (CAD), el amplificador de carga y la sonda de temperatura. Se empleó una fuente de referencias externa, mientras que las tensiones derivadas pueden ajustar por medio de la interfaz serie para compensar los errores de desviación de los amplificadores.
El CIAE posee dos interfaces de comunicación. Debido a las elevadas tasas de transmisión de datos y al uso de un sistema informático en tiempo real, la primera interfaz serie solo se utiliza para la transmisión de los datos de aceleración, mientras que la segunda se emplea para leer la temperatura medida y escribir el registro de configuración y ajuste. A fin de evitar interferencias entre los CAD, cada uno de ellos posee sus propias referencias, que se pueden ajustar de manera independiente.
Está previsto integrar estos sensores extremadamente compactos y ligeros en las alas de las aeronaves. Mediante su participación en el programa Clean Sky, Micro-Imu contribuye a acelerar la creación de nuevos diseños de aviación más ecológicos con el objetivo último de preservar el medioambiente.
